一、软土盾构隧道冻结施工试验研究（论文文献综述）
雷志豪[1]（2021）在《地铁隧道软土地层中盾构土体加固开仓技术》文中研究说明地铁隧道软土地层中,盾构土体加固开仓技术的实施容易受到周边环境影响。针对以上问题,先对加固开仓技术应用的浆液配置选材与配比研究,结合盾构机在土仓中的工作环境,设计可同时进行灌注的浆液材料。再对盾构机挖掘土仓刀具配置体系进行研究,在不影响正常隧道挖掘的前提下,进行开仓加固技术环境的搭建。最后选用杯型水平冻结方式、三轴深层搅拌桩与垂直冻结加固方式作为开仓施工方案,为下一阶段的加固开仓技术做结构铺垫。通过实例应用,对比技术实现前后仓内加固效果,验证本文应用开仓加固技术的有效性。
陈笔尖[2]（2021）在《联络通道冻结对上部既有隧道影响机理研究》文中认为随地下交通网络越来越复杂化,多数联络通道工程采用冻结法来降低施工对周边线路产生的变形影响。目前,国内外关于对既有隧道的影响研究已取得较为丰硕的成果,但关于联络通道冻结过程中对上部既有隧道的影响研究尚缺乏,对其认识尚有不足。本文通过采用理论计算、现场实测和数值模拟等方法对福州地铁2号线上洋～鼓山站区间冻结联络通道下穿出入段工程进行研究,获得联络通道冻结过程中对上部既有隧道和周边土层的变形影响规律,其主要研究如下:（1）根据弹性理论及寒区隧道冻结土体冻胀力简化计算,求出冻结壁外侧冻胀力后,结合土中附加应力传递、衰减关系,对联络通道冻结过程中上部既有隧道中心点及纵轴向上的竖向变形进行分析,获得结果:上部既有隧道受冻胀的影响区域为5倍冻结土体宽度范围,且冻胀应力随冻胀率增加而呈线性增加。（2）通过对既有隧道和地表的现场实测位移数据进行分析,探究联络通道出入口散热作用,土层温度场和冻结壁发展状况,冻结管周边土体、地表位移以及联络通道上部既有隧道位移变化,并对实测数据进行拟合,获得结果:冻结中后期,叠加区地表测点位移随时间近似呈线性增长变化,其平均增长率为0.59mm/d～1.01mm/d。上部既有隧道测点位移随时间的变化规律符合logistic函数变化规律。（3）采用ANSYS有限元软件模拟计算联络通道冻结下穿工程,将模拟的温度及位移结果与实测数据进行对比分析,并进一步探究土层、上部既有隧道及其对应地表在积极冻结期的位移变化。获得结果:地表位移变化曲线可将冻胀作用分为最弱、最强、过渡区3个部分,并且可确定冻胀作用对既有隧道的影响半径约为21m。（4）在基于前述有限元模型的基础上,通过改变模型中上部既有隧道直径及其与联络通道净距、水平夹角以及土层弹性模量等因素,进一步研究冻结过程中既有隧道和地层的位移变化规律。获得结果:在冻结过程中对既有隧道位移变形影响最大的因素为夹角和净距。对地表位移变形影响最大则为夹角。基于以上研究进展及成果,可以为类似的联络通道或隧道冻结工程的设计、施工以及周边区域保护提供一定的参考。
黄建[3]（2021）在《盾构地铁隧道联络通道冻结加固数值模拟分析》文中进行了进一步梳理冻结法作为地铁建设的施工方法之一,因具有能够有效隔绝地下水并加固土体的特点,广泛的应用于盾构地铁隧道联络通道建设中。以往的冻结设计经验主要来源于矿井,基本上都是采用垂直冻结或者水平冻结的方式。而盾构地铁隧道中的联络通道在冻结法施工时,由于受到隧道空间的影响,冻结管通常是以倾斜放射状布置,但现行对地铁联络通道冻结壁温度场的分析大都简化为冻结管水平布置、冻结壁等效体热源代替冻结管线热源和平面问题,难以真实的反映实际工程中任意点和面的温度情况。同时,针对冻土帷幕开挖稳定性的研究,通常是以平面问题或者以简化的三维模型进行研究,也会导致与实际情况有差异。基于上述问题,本文以北京地铁7号线东延工程小马庄站～高楼金站区间联络通道冻结法施工为背景,对联络通道冻结加固实例中积极冻结期和开挖施工阶段的实测数据进行分析;并根据施工现场岩土工程勘探报告、冻结壁设计、冻结施工实测数据等资料,利用FLAC 3D数值模拟软件,对联络通道温度场变化规律、冻结壁力学性能和土体参数对冻结加固行为的影响进行研究分析,以期为今后联络通道冻结法的设计和施工提供参考。本文主要研究内容和结论如下:（1）联络通道冻结加固实例分析根据联络通道冻结加固实例,对冻结盐水温度、冻土温度、泄压孔压力等实测数据进行分析,得出各自的变化规律。通过监测数据判定在积极冻结35 d时,冻结壁已达到开挖要求,并根据开挖阶段所反馈的冻结壁信息,证实了在积极冻结期由监测数据分析得到结果的准确性,同时也反映了冻结设计参数的合理性。（2）联络通道冻结三维温度场数值模拟分析利用FLAC 3D热分析模块,根据施工现场岩土工程勘探报告以及积极冻结期内冻结管盐水实测温度,建立联络通道三维冻结温度场模型,得到了冻结温度场变化规律以及冻结壁交圈和厚度达到设计值的时间点。数值计算结果显示冻结壁到达设计值所需时间为30 d,而由实测数据判定冻结壁达到设计要求的时间为35 d,两者基本接近;同时将数值计算的温度数据与实测数据作对比,两者基本吻合,从而验证了模型的准确性,说明了冻结温度场数值模拟结果可为实际工程提供参考。（3）联络通道冻结壁力学性能分析为了更好的反映冻结壁的受力、位移等情况,在利用FLAC 3D计算时采取最不利条件,即整个施工模拟过程不采用任何支护,仅靠冻结壁自身承载能力,对管片破除、通道开挖、泵房开挖三个不同施工阶段的冻结壁应力场、位移场进行综合分析,得到了应力、位移场的分布特征,并为保障施工安全提出了相关建议。（4）土体参数对冻结加固行为的影响分析在确保模型准确性的条件下,研究不同的土体参数对冻结加固行为的影响。一是研究土体参数对温度场模型的影响,得出导热系数、比热容、密度、最低盐水温度以及地层温度对温度场的影响规律。二是研究土体参数对力学模型的影响,得出冻结壁弹性模量、冻结壁厚度、流固耦合作用对应力场、位移场的影响规律,其中流固耦合作用对应力场、位移场影响最为显着,在进行水下隧道冻结壁设计时,水的渗流作用不可忽略。
施鑫[4]（2021）在《盾构施工与邻近管线渗漏耦合作用下地层沉降及管线变形规律研究》文中指出盾构法由于其高度自动化、对地表交通影响小、不受气候条件限制等优点已经成为我国城市地铁隧道施工的主要方法。隧道盾构施工过程中,周围土体受开挖扰动影响使得邻近地下管线在管-土相互作用下承受附加荷载进而产生形变,过度变形则会引起管线渗漏甚至断裂、爆管等事故的发生。尤其在非饱和地层中,渗漏水的扩散改变了土体物理力学特性,加剧了盾构施工引起的管线变形及地层沉降,盾构施工风险更高、隐患更大。因此在渗漏水影响下,对双线隧道盾构施工近接下穿市政管线的风险进行评估具有重要的工程意义。为此,本文以地层沉降及管线变形规律研究为主线,采用室内试验、理论分析、模型试验及数值模拟相结合的研究方法,重点对盾构施工扰动下管-土相互作用机理、黏弹性空间盾构施工引起的地层及管线变形理论解、盾构施工近接下穿既有管线影响分区以及管线渗漏影响下地层及管线受力变形规律开展系统的研究。对合肥地区典型非饱和黏土进行基础物理力学参数试验,通过滤纸法及温湿度法对土体吸力变化规律进行研究并绘制土-水特征曲线。基于试验结果,对常用的4种基质吸力预测模型与本研究中土体吸力试验结果的适用性进行分析,结果表明修正FX模型具有较高的拟合精度,符合该类土的基质吸力变化规律。此外,进一步研究了基质吸力变化对土体抗剪强度的影响,实测黏聚力及基质吸力贡献值均随着基质吸力的增加呈先增后减趋势,在吸力为242.45 kPa时影响占比达到峰值91.13%,而后逐渐减小,并在体积含水率减至22.82%时趋向于零。基于两阶段法原理,结合广义Kelvin模型和Mindlin基本解,考虑盾构掘进压力、盾壳摩擦力、注浆压力及土体损失的影响,推导了双线隧道盾构施工引起的地层位移三维黏弹性解及管线变形时域解。计算结果表明,该理论解能够清晰的解释多因素作用下盾构开挖面前方地表隆起以及后方地表沉降的现象。同时,理论解能够预测盾构施工引起的管线受力最不利断面,且地层位移及管线变形计算结果与现场实测基本吻合。此外,进一步讨论了黏弹性参数、几何参数以及盾构参数的变化对土体位移影响的时空演化规律。基于自主研发的双线隧道盾构下穿既有管线模型试验系统对管线无渗漏和小范围渗漏影响下盾构施工引起的地层沉降及管线变形规律进行试验研究。无渗漏模型试验结果表明:测点范围内土体沉降量变化可分为缓慢增加、迅速增大、趋于稳定三个阶段;单线隧道贯通后,地表沉降理论与试验结果相差0.6 mm;双线隧道贯通时,受二次开挖重复扰动的影响,偏差量增至3.9 mm。小范围渗漏模型试验结果表明:渗漏水最终扩散以竖向为主;渗漏水影响下,单线隧道贯通后,地层沉降平均增加45.5%,双线隧道贯通时,地层沉降平均增加24.5%,且随着竖向深度的增加沉降增量越大;受地层重复扰动的影响,两隧道中心线上方管线应变在双线隧道贯通时增加79%,且管线底部应变值增量相比顶部更大;结合管周土压力变化趋势可以看出,管道底部土压力减少量达到油缸所施加的荷载值后保持稳定,说明在小范围渗漏时,盾构开挖使得管道底部存在管-土分离现象。考虑管线渗漏影响,建立盾构施工与管线渗漏准耦合计算模型,并结合理论计算及试验结果对模型合理性进行验证。综合考虑管-隧竖向净距H和隧道水平净距S两种因素,建立16种分析工况,数值计算结果表明:以管线沉降划分的盾构施工强弱影响分区高于地表沉降划分区域,因此前者具有更高的安全系数。此外,考虑管线竖向不同渗漏范围、水平向不同渗漏长度的影响,建立9种数值计算工况分析盾构施工及管线渗漏耦合作用下地层及管线受力变形规律及塑性区分布特征。[图]92[表]28[参]173
曹宇陶[5]（2021）在《超大直径盾构隧道与联络通道交叉部位管片力学行为研究》文中研究说明联络通道因其特殊的安全意义在城市地下轨道交通双线隧道设计中往往是极其重要的一环,在隧道灾情发生时,是人员疏散和消防救援的重要生命通道。超大直径盾构隧道联络通道施工风险巨大,稍有不慎,可能引起地层失稳、土水涌入等重大事故,而且开洞施工也会使盾构隧道结构受力更加不利,对结构整体的变形及安全控制造成巨大影响。鉴于此,本文依托东六环路改造工程,针对超大直径盾构隧道开洞修建联络通道所面临的结构受力复杂风险,采用文献调研,ABAQUS数值模拟分析及土工离心模型试验手段进行研究,主要研究工作如下:（1）对现有的国内外联络通道工程实例进行了调研,对联络通道施工工法、开洞形状及尺寸、地层加固方案、主洞管片衬砌类型进行了总结和对比。（2）通过数值模拟分析分别探究了圆形开口和矩形开口对主隧道管片受力及变形的影响规律。研究表明,圆形开口工况主体结构的变形小于矩形开口工况,但开口处结构应力集中现象更加明显,所受拉、压应力更高。（3）对比了不同开口形状下不同的地层加固范围对主隧道结构受力及变形的控制效果,为地层加固范围的合理选择提供了依据。研究表明,加固范围的增大,对结构变形控制效果也更好,应力状态也更合理。（4）对比了不同开口形状下不同的特殊衬砌环型式对主隧道结构受力和变形的控制效果,为盾构隧道施作联络通道过程中主隧道特殊衬砌环的选择提供了参考。研究表明,针对圆形开口,采用六块钢板-混凝土复合管片更为合理,对于矩形开口,采用四块钢板复合管片较为合理。（5）参考香港屯门隧道联络通道工程的施工方案,通过数值模拟手段分析了机械法施工破除管片前后,不同的推力和扭矩荷载组合对主隧道管片的受力及变形影响规律,研究发现管片破除前推力和扭矩的影响极小,管片破除后随着推力的增大主隧道结构受力及变形更小。同时分析了矩形开口工况下,不同的冻胀力荷载对结构受力及变形的影响规律。（6）在不同开口形式工况下数值模拟分析结果的基础上,借助交通运输部天津水运工程研究院TK-C500型土工离心机,以几何相似比1:50进行离心模型试验,探究了不同开口形状对主隧道结构受力的影响规律,研究发现不论矩形开口还是圆形开口其开口顶部外侧所受拉应力及拱腰处内侧所受压应力均超过了C60混凝土强度设计值,所以实际工程中可以考虑开口环采用钢板-混凝土复合管片型式,验证了数值模拟结果。
王磊[6]（2021）在《人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究》文中研究表明人工冻结法在富水软土地层隧道建设中应用广泛,但冻土冻胀现象对上覆结构的安全性具有不良影响。随着冻结隧道下穿上覆结构工程数量的逐年增加,冻胀引起上覆结构变形的现象已经引起了学者们的高度关注,但上覆结构在冻结下穿过程中的变形计算方法及相互作用规律尚不清楚。本文瞄准冻胀的实质是冻土中水分迁移引起的宏观表现这一理论核心,基于达西定律、质量守恒定律和迁移势理论,构建人工冻土水分场计算数学模型及水分迁移引发冻胀演化模型,求解了冻结过程中下部体积增加量,推导了计算上覆土体变形反向Peck公式,即“冻隆公式”。基于极限拉应变法和薄板变形理论,提出了针对不同上覆结构形式、不同上覆结构刚度大小工况下的结构变形换算方法。主要取得以下研究成果:1)基于达西定律、质量守恒定律和迁移势模型推导了非饱和正冻土的水分迁移方程,进行了补水条件下的冻结水分迁移试验,定量得出了上覆荷载、含水率,冻结温度三个因素对水分迁移量的影响;2)提出了开放系统下的水分迁移量计算方法,得出冻结过程中下部体积增加量,计算得出开放系统条件下的水分体积增加量可达到冻土体积的110%;3)通过归纳文献数据、相似模拟试验和数值计算,论证了人工冻结冻胀引发上部地表变形符合高斯分布规律的结论,得出人工冻结引发上部地表变形影响范围约为8-10倍冻胀丘宽度;4)得出地表下部地层在冻胀作用下变形规律仍然符合高斯分布,推导了适用于冻胀的修正Mair公式,用于计算地表下地层的冻胀丘尺寸;5)推导了计算冻结过程中上覆地层变形的冻隆公式求解上覆结构所在地层的变形量;6)基于极限拉应变法和矩形薄板挠度公式,提出了针对不同上覆结构形式和不同刚度的结构变形计算方法,将冻隆公式求解得出的土层变形换算为结构变形,求解不同上覆结构在冻胀作用下产生的抬升;7)采用实际冻结工程监测数据对下部地层体积增加量、冻隆公式和结构变形计算方法进行了验证,实测值与计算值接近,可以满足施工过程中安全评价分析的需求。随着未来富水软土地层城市地铁隧道大规模建设,冻结下穿上覆结构工程数量将逐年增加。本文研究成果将为冻结下穿工程提供上覆结构变形计算方法,为冻结设计及施工提供有效参考依据。有针对性的采取结构预加固或冻胀控制措施,避免冻结下穿过程中上覆结构损坏等重大风险。研究成果为人工冻结技术在高风险地下工程领域的技术研究和应用建立理论基础和计算参考。
郑立夫[7]（2021）在《城市轨道交通联络通道冻结壁厚度优选方法及工程应用研究》文中研究指明人工地层冻结法最早起源于矿山立井施工,因其兼具“止水和加固”的特点,可有效解决注浆等常规手段不易克服的工程难题;作为立井施工穿越富水软弱地层的主要工法,一直广泛应用于国内外的矿山建设领域。此后,这项特殊的地层加固技术被进一步引入到隧道掘进等土木工程领域,也取得了非常好的施工效果。近30年,随着我国城市化建设的迅猛发展,在城市轨道交通等地下工程建设领域也遇到了与矿山建设领域类似的、甚至更为严重的工程问题,人工地层冻结法现已成为某些特定市政工程在建设过程中的必然技术选择。与此同时,一系列新的技术难题与工程挑战也衍生出来。其中,水平冻结法施工冻结壁厚度的优化选定问题正是亟待解决的众多难题之一。本文以珠机城际轨道交通项目金融岛车站至3号工作井区间联络通道的冻结法施工为工程背景,对水平冻结壁厚度的优化选定以及厚度设计方案与地表冻胀和融沉变形之间的响应关系等展开了深入研究。基于此,进一步地提出并构建了一套适用于与本文研究对象同类型工程冻结壁厚度确定的完整设计流程。主要的研究内容和创新性成果如下:（1）鉴于传统冻结壁设计理论不能客观、真实地反映深埋黏土地层直墙拱形冻结壁的实际受力特点,通过将黏土地层剪切破坏理论首次引入并应用于联络通道冻结壁的初选厚度设计,基于对冻结壁真实支护压力的合理计算,提出了一种有别于现行传统方法的、更适用于深埋黏土地层直墙拱形冻结壁厚度初选的优化方法。相较现行初选方法,本文方法可实现对冻结壁初选厚度的快速确定,且所得结果更为合理、优化。相关结论及成果已经实际工程验证,可为后续冻结壁厚度方案的比选及设计厚度的最终优选奠定良好基础。（2）基于流固耦合理论对富水地层联络通道冻结壁在真实施工环境中的力学响应及变形稳定性等进行数值计算研究。通过比较相同厚度冻结壁模型分别在单独应力场和流固耦合应力场作用下的力学响应情况,探明了“水的存在”对冻结壁整体力学性能提出更高要求;在对富水地层联络通道冻结壁进行受力分析和厚度设计时,“水的作用”不可忽略。基于此,通过对不同厚度冻结壁模型在相同施工环境下的力学响应、变形规律和破坏趋势等进行对比研究,实现了对前序环节所得冻结壁初选厚度方案的强度验算,并进而以其为基准开展进一步的厚度比选研究,必要时可对既得初选厚度进行修正。（3）针对现有冻胀和融沉变形预测方法大多难以兼顾预测准确性和工程实用性的问题,通过将室内试验方法与数值计算方法相结合,创立了一种可实现对冻结法施工全过程地表冻胀融沉变形进行有效模拟和预测的实用方法。基于此,进一步地研究并揭示了冻结壁厚度、土体冻结温度和冻融土特性等因素与地表冻胀融沉变形规律之间的响应关系,为人工地层冻结法施工地表冻胀和融沉变形的验算及控制,提供了有效评价途径及必要参考依据。（4）基于我国现行联络通道冻结壁厚度设计流程的一般思路和基本框架,通过进一步考虑埋置土层性质、冻结壁所处富水环境以及冻结法施工对周围环境产生的影响等因素,拓展性地提出并构建了一套可适用于城市轨道交通联络通道冻结壁厚度确定的完整设计流程。相较传统设计流程,由本文流程所得设计结果不再是某一仅满足承载力需要的冻结壁厚度设计值,而是一个既符合结构强度要求又满足环境变形要求的冻结壁厚度取值区间;工程技术人员可在此区间内,进一步根据现场施工的实际情况及具体需要,对最终的冻结壁设计厚度进行优选。经工程实例验证,依此所得冻结壁厚度设计方案更为合理、优化,可兼顾施工的安全性与经济性。上述研究成果已在珠机城际轨道交通项目金融岛车站至3号工作井区间4号联络通道的冻结法设计与施工中进行了成功应用。由现场监测以及巡查结果可知,总体施工顺利且效果良好。所得相关结论及成果,可为我国现有城市轨道交通联络通道冻结壁厚度的设计理论提供必要补充,亦可为日后同类型工程的冻结法设计与施工提供有益参考,有望进行推广应用。
亓培先[8]（2021）在《盾构下穿高铁路基地层变形规律及管控对策》文中研究表明随着我国经济的飞速发展,轨道交通网日趋完善,盾构法因其对环境影响小的优点,成为城市交通隧道开挖的最主要的方法之一。在进行盾构隧道施工过程中,难免会下穿既有建（构）筑物,引起建（构）筑物不均匀沉降,危机人员安全,因此,在盾构施工前需要对地层变形进行分析并提出相应的加固措施,确保盾构安全下穿建（构）筑物。以淮安东站盾构下穿高铁路基工程实例为背景,研究了粉砂地层中盾构下穿高铁路基对铁轨、路基、地表的影响,通过对盾构施工过程中地表沉降进行理论及数值模拟分析,并计算双隧道施工完成后地表最大沉降值,以此为依据提出加固措施并确定加固范围,且与实际监测数值进行对比分析,验证加固后的可靠性,得出以下结果:（1）运用Peck叠加原理对地表沉降进行理论计算,得出最大理论沉降为29mm。（2）通过数值模拟分析,在原状土层条件下,地表、路基、铁轨最大沉降均发生在两隧道中间位置,符合Peck公式的叠加规律,当不采取任何加固措施时,地表最大沉降为31.94mm,路基最大沉降为24.5mm,铁轨最大沉降为25.12mm;在实际工程条件下（CFG桩加固）,地表最大沉降为22.34mm,路基最大沉降为18.83mm,铁轨最大沉降为19.24mm,说明既有CFG桩对地层沉降具有一定抑制作用。（3）两隧道中间与路基中间交叉点（a点）随开挖距离的沉降大致分为四个阶段,盾构到达前,盾构穿越时,盾构穿越后以及右线开挖时的扰动。路基沉降发生最大阶段是盾构穿越时,由于粉砂地层特性,后续沉降中,土体的固结蠕变作用产生的沉降较小,主要为右隧道开挖对粉砂地层的扰动导致a点产生后续沉降。（4）考虑实际工程的经济性及安全性,隧道外2m范围注浆加固为最佳加固范围。采用注浆加固措施,有效抑制了盾构下穿路基时土层的变形,左线隧道开挖a点沉降减小了约71%,右线隧道开挖a点沉降减小约76%,注浆加固措施对盾构下穿高铁路基第三、第四阶段沉降有很好的抑制作用。通过施加列车荷载计算可知,施加列车荷载后与施加荷载前相比,地层、路基、铁轨沉降量几乎无增加,说明加固效果良好,满足列车行驶要求。（5）通过对实际监测数据进行分析可知,在双线隧道完成后,地表最大沉降为5.94mm、路基最大沉降为5.32mm、铁轨最大沉降为5.89mm,沉降最大位置均发生在两隧道靠近中间位置。盾构下穿前的沉降量占总沉降量的26%,下穿时占59%;当盾壳脱出管片时,沉降量占11%;盾构开挖结束时,后续沉降占5.90%。
谢家冲[9]（2021）在《考虑管片与接头非线性行为的盾构隧道衬砌结构响应分析》文中提出地铁作为关系民生的重大社会工程,已成为现代城市交通网络必不可缺的一环。其社会重要性也对盾构隧道提出了更高的结构稳定和运营安全要求。而在实际运营过程中,衬砌的开裂掉块和渗水湿渍等病害普遍存在,管片本体与接头行为均存在明显的非线性,因此,针对盾构隧道的非线性响应,尤其是在隧道周围岩土体共同作用下的衬砌变形与开裂损伤机理具有重要的工程意义。盾构隧道的响应机制复杂,从其局部至整体结构来看均存在明显的非线性力学行为:纵向接头被认为是衬砌的薄弱环节,衬砌轴力相关的转动刚度已有明确表达,然而在整体分析中仍经常被线性简化考虑;管片本体具备一般梁的开裂与破坏机制,衬砌开裂与接头转动行为存在一定耦合行为;当将衬砌周围土体纳入考虑时,土体与衬砌的共同作用很大程度上影响了隧道结构的服役性能与安全储备。鉴于此,本文基于非线性数值分析手段,考虑了接头、管片本体的材料非线性,并采用非线性弹簧或非线性界面单元对土与结构的相互作用进行模拟,另外与实测数据和已有试验进行了对比验证,结果在一定程度上阐明了结构的响应机理,主要的研究内容与成果如下:（1）基于已有试验结果,验证了单个管片的数值模型的有效性,弥散裂缝模型和嵌入式钢筋网能够较准确模拟混凝土与钢筋及其界面的非线性行为。针对旋转裂缝模型、固定裂缝模型和多向固定裂缝模型三种弥散裂缝模型的适用性展开探讨,同时对结构非线性分析中重要的网格尺寸和断裂能展开参数分析,并提出建议取值,为进一步考虑衬砌整体非线性行为打下基础。（2）建立了基于地层结构法的二维数值分析模型,考虑了土体、混凝土、钢筋和接触的非线性力学行为,针对实际工程的数值计算结果能够与隧道沉降及实际裂纹开展特征吻合,验证了该数值分析模型的有效性。基于模型针对堆载参数、隧道埋深和管环旋转角度展开参数分析,基于计算结果给出了整体开裂指标与衬砌收敛变形之间的定量关系。（3）基于软土地区某城市地铁1号线隧道实测数据,统计分析了该地区地铁线路整体与典型区间的病害情况与裂缝分布特点,结果表明管片裂缝的分布密度与隧道收敛位移具有明显关联性。基于建立的二维地层结构法数值模型展开关于土体参数的敏感性分析,计算结果阐明了管片开裂特性与影响因素。（4）针对考虑管片开裂软化行为与否对衬砌整体响应结果的差异影响,建立了基于Janssen接头的壳-弹簧单环衬砌三维模型,同时以线性材料管片模型为对照组,通过不同地层条件和荷载模式的参数分析阐明了管片开裂软化的影响机理。（5）借鉴连续介质模型的组成体系与加载方式,在前一章的基础上基于数值分析的方法建立了土与隧道共同作用的计算模型,其中管片接头的转动刚度非线性与衬砌三维拼装效应均被考虑,计算结果与模型试验结果吻合良好。基于模型对侧压力系数和土体刚度展开了参数分析,阐明了土体与衬砌椭圆化变形的共同作用机理。
许圣泉[10]（2020）在《盾构出洞过程中围护结构的动态变形规律及土体扰动研究》文中研究指明21世纪盾构法广泛应用于地下隧道和各种地下市政管道施工,盾构隧道在施工过程中会不可避免地对邻近基坑及周围土体造成扰动,导致基坑围护结构及其周边土层产生附加变形与附加内力。盾构出洞作为盾构施工五大风险之一,研究出洞全过程对基坑围护结构和附近土体的动态影响,对确保地铁车站基坑安全及盾构的顺利出洞具有重要意义。本文以杭绍城际铁路一号线衙前站风井盾构区间为工程背景,采用数值模拟与现场监测结合的方法,研究绍兴地区地铁基坑围护结构及周围土体在盾构出洞过程中的全周期响应。研究主要结论如下:（1）总结分析了端头井土体加固范围、加固方式,结合板块强度理论、滑移失稳理论和土体极限平衡三种理论,对风井基坑工程进行了稳定性验算,结果表明加固区纵向加固7m,横向加固3m的施工方案,即可满足盾构安全出洞稳定性要求。（2）利用FLAC3D有限差分软件,模拟对比了不同纵向加固尺寸下盾构始发对地铁车站围护结构和周围土体变化的时空效应与影响规律。数值模拟结果表明:（1）凿除洞门后,洞口周围土体呈现椭圆位移区,主要影响范围为1倍洞径。土体各方向位移量随加固区尺寸增加逐渐减少,纵向加固尺寸大于6m后,土体位移基本保持不变,最终稳定在1mm。加固体的塑性区主要分布在洞口两侧,随着纵向加固范围增加,加固体顶部塑性区破坏范围逐渐减少,加固尺寸达到9m以上,洞口顶部塑性区逐渐消失。围护结构由于刚性较大,最大位移量小于3mm,位移主要发生在洞口和墙角处。（2）盾构掘进阶段,深层土体最大沉降发生在隧道顶部,最大隆起发生在隧道底部,加固区与非加固区交界处变化量较明显,沉降横向与纵向影响范围约为3倍洞径。纵向加固9m以上时围护结构沉降量保持在1.3mm,再加大纵向加固尺寸对围护结构的影响不再有明显效果。管片位移在加固区与非加固区交界处较为明显,管片连接处呈现波浪式变化,随盾构推进,整个管片呈现上下收敛,两侧外阔的变形趋势。（3）通过数值模拟与现场监测数据的对比,地表横向沉降最大位移在隧道上方,以隧道轴线为中心呈漏斗形分布,模拟值与实测值曲线的变化趋势基本一致,说明模型能够真实地反映现场的实际情况,验证了数值模拟计算结果的准确性。
二、软土盾构隧道冻结施工试验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、软土盾构隧道冻结施工试验研究（论文提纲范文）
（1）地铁隧道软土地层中盾构土体加固开仓技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 盾构土体加固开仓浆材配置 |
| 1.1 浆液材料选择应用 |
| 1.2 浆液配比工艺操作 |
| 2 盾构土体加固开仓施工刀具配置 |
| 2.1 刀具配置 |
| 2.2 换刀模式的选择 |
| 3 加固开仓技术方案选择 |
| 3.1 杯型水平冻结加固方式 |
| 3.2 三轴深层搅拌桩与垂直冻结加固方式 |
| 4 实例应用 |
| 5 结束语 |
（2）联络通道冻结对上部既有隧道影响机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道冻结施工对周边区域变形影响研究 |
| 1.2.2 新建隧道对既有线路变形的影响研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 第二章 联络通道冻结温度场及既有隧道位移实测分析 |
| 2.1 工程概况 |
| 3.1.1 地质及水文情况 |
| 3.1.2 周边环境及建(构)筑物 |
| 2.2 监测目的及方案 |
| 2.2.1 监测目的及内容 |
| 2.2.2 测温孔位置布置 |
| 2.2.3 地表及既有隧道位移测点布置 |
| 2.3 联络通道现场温度测点变化规律 |
| 2.3.1 冻结土体温度变化 |
| 2.3.2 出入口散热作用对土体温度变化影响 |
| 2.3.3 不同冻结区域土体温度变化规律 |
| 2.4 联络通道测点位移的变化规律 |
| 2.4.1 地表位移变化规律 |
| 2.4.2 上部既有隧道位移变化规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 既有隧道受冻结影响的理论计算 |
| 3.1 土体冻胀机理 |
| 3.2 冻胀影响因素 |
| 3.3 寒区隧道冻胀力计算 |
| 3.3.1 基本假设 |
| 3.3.2 热传导方程建立及冻结圈厚度求解 |
| 3.3.3 基于弹性力学方法计算冻结壁冻胀力 |
| 3.4 冻胀力作用下既有隧道竖向位移变化 |
| 3.4.1 均布荷载下角点附加应力系数 |
| 3.4.2 不同净距上部既有隧道轴线变形 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 联络通道冻结温度场及周边位移场数值模拟 |
| 4.1 数值模拟概述 |
| 4.2 联络通道温度场数值模拟计算 |
| 4.2.1 温度场数值模拟基础理论 |
| 4.2.2 冻结体温度场计算模型建立 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.2.4 初始边界条件 |
| 4.2.5 有限元模型的计算参数 |
| 4.3 联络通道周边位移场数值计算结果分析 |
| 4.3.1 联络通道周边温度场云图发展变化 |
| 4.3.2 土层及上部隧道位移场云图发展变化 |
| 4.3.3 距通道中心不同距离的地表位移变化关系 |
| 4.3.4 距对称面不同距离的既有隧道位移变化关系 |
| 4.4 实测与模拟结果验证 |
| 4.4.1 联络通道温度测点实测与模拟对比 |
| 4.4.2 联络通道周边冻胀位移场实测与模拟对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 下穿联络通道冻胀位移影响因素敏感性分析 |
| 5.1 上部既有隧道线路随深度的变化关系 |
| 5.1.1 不同净距下位移分布云图 |
| 5.1.2 地表及既有隧道位移随轴向路径变化关系 |
| 5.1.3 不同净距下地表横向位移随时间变化关系 |
| 5.2 上部既有隧道与联络通道不同夹角变化关系 |
| 5.2.1 不同夹角下位移分布云图 |
| 5.2.2 不同夹角下地表及既有隧道位移随轴向路径变化关系 |
| 5.2.3 不同夹角下地表横向位移随时间变化关系 |
| 5.3 上部既有隧道不同直径与位移变化关系 |
| 5.3.1 不同既有隧道直径位移云图 |
| 5.3.2 不同既有隧道直径位移随轴向路径变化关系 |
| 5.3.3 不同直径地表横向位移随时间变化关系 |
| 5.4 土层不同弹性模量对既有隧道位移影响 |
| 5.4.1 不同弹性模量下地层与既有隧道位移云图 |
| 5.4.2 不同弹性模量下位移随轴向路径变化关系 |
| 5.4.3 不同弹性模量下地表横向位移随时间变化关系 |
| 5.5 四种不同因素对变形影响的敏感性对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（3）盾构地铁隧道联络通道冻结加固数值模拟分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻结法在地下隧道中的应用现状 |
| 1.2.2 联络通道冻结壁温度场研究现状 |
| 1.2.3 联络通道冻结壁力学性能研究现状 |
| 1.2.4 冻结壁厚度计算方法 |
| 1.2.5 冻结壁平均温度计算方法 |
| 1.2.6 存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 工程背景及实测数据分析 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 项目区域特征 |
| 2.1.2 水文地质 |
| 2.2 冻结加固设计 |
| 2.2.1 冻结施工设计参数 |
| 2.2.2 冻结孔布置 |
| 2.2.3 测点布置 |
| 2.3 积极冻结期监测数据分析 |
| 2.3.1 盐水温度 |
| 2.3.2 土层温度 |
| 2.3.3 泄压孔监测 |
| 2.4 开挖施工阶段监测数据分析 |
| 2.5 原状冻土强度试验 |
| 2.5.1 试验目的 |
| 2.5.2 冻土取样、制样 |
| 2.5.3 试验方法 |
| 2.5.4 试验结果 |
| 2.6 小结 |
| 3 联络通道三维冻结温度场数值分析 |
| 3.1 冻结温度场基本概念 |
| 3.1.1 温度场分类 |
| 3.1.2 控制微分方程 |
| 3.1.3 定解条件 |
| 3.2 FLAC3D热传导数值计算 |
| 3.2.1 热传导 |
| 3.2.2 能量平衡方程 |
| 3.2.3 空间导数的有限差分近似 |
| 3.2.4 能量平衡方程的节点公式 |
| 3.2.5 显式有限差分公式 |
| 3.2.6 稳定性判据 |
| 3.3 温度场模型建立 |
| 3.3.1 基本假定 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 材料参数 |
| 3.3.4 初始及边界条件 |
| 3.4 温度场模型计算分析 |
| 3.4.1 冻结温度场分布规律 |
| 3.4.2 数值模拟温度与现场实测温度对比 |
| 3.5 小结 |
| 4 联络通道冻结壁力学性能分析 |
| 4.1 模型建立 |
| 4.1.1 网格划分 |
| 4.1.2 计算参数确定 |
| 4.2 力学模型计算分析 |
| 4.2.1 初始地应力场 |
| 4.2.2 联络通道开挖 |
| 4.3 小结 |
| 5 土体参数对冻结加固行为的影响分析 |
| 5.1 土体参数对温度场模型的影响分析 |
| 5.1.1 导热系数的影响 |
| 5.1.2 比热容的影响 |
| 5.1.3 密度的影响 |
| 5.1.4 最低盐水温度的影响 |
| 5.1.5 地层温度的影响 |
| 5.2 土体参数对力学模型的影响分析 |
| 5.2.1 弹性模量的影响 |
| 5.2.2 冻结壁厚度的影响 |
| 5.2.3 流固耦合作用的影响 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）盾构施工与邻近管线渗漏耦合作用下地层沉降及管线变形规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非饱和土物理力学特性研究 |
| 1.2.2 盾构施工引起管线响应的理论研究 |
| 1.2.3 盾构施工引起管线响应的试验研究 |
| 1.2.4 盾构施工引起管线响应的模拟及实测研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 2 非饱和黏土物理力学特性试验研究 |
| 2.1 工程背景与试验对象 |
| 2.2 土体基本物理参数 |
| 2.3 非饱和黏土吸力测试试验 |
| 2.3.1 土体总吸力、基质吸力测试原理 |
| 2.3.2 试验方法及过程 |
| 2.3.3 试验结果与分析 |
| 2.4 非饱和黏土土-水特征曲线研究 |
| 2.5 土体基质吸力对抗剪强度的影响 |
| 2.5.1 非饱和黏土抗剪强度特性 |
| 2.5.2 土体黏聚力与基质吸力的关系 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 双线隧道盾构施工引起的地层及管线变形三维黏弹性分析 |
| 3.1 隧道-土体-管线相互作用三维黏弹性分析 |
| 3.1.1 基本假定及基本理论 |
| 3.1.2 地层位移黏弹性解 |
| 3.1.3 管线变形时域解 |
| 3.2 理论解的合理性验证 |
| 3.2.1 地层位移解析解的验证 |
| 3.2.2 管线变形理论解的验证 |
| 3.3 不同参数影响下土体位移时空演化规律 |
| 3.3.1 黏弹性参数的影响 |
| 3.3.2 几何参数的影响 |
| 3.3.3 盾构参数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 盾构施工与地下渗漏管线相互作用模型试验研究 |
| 4.1 模型试验设计 |
| 4.1.1 相似准则推导 |
| 4.1.2 相似比的确定 |
| 4.1.3 模型试验系统 |
| 4.1.4 试验步骤 |
| 4.2 试验结果与分析 |
| 4.2.1 无渗漏条件下理论计算与试验结果的对比分析 |
| 4.2.2 非饱和黏土地层管线渗漏水扩散范围试验研究 |
| 4.2.3 盾构施工与管线渗漏耦合作用下地层沉降规律研究 |
| 4.2.4 盾构施工与管线渗漏耦合作用下管线变形规律研究 |
| 4.2.5 盾构施工与管线渗漏耦合作用下土压力变化规律分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 非饱和黏土地层盾构施工与管线渗漏准耦合数值模拟分析 |
| 5.1 管线渗漏水扩散范围模拟分析及验证 |
| 5.1.1 数值计算模型 |
| 5.1.2 计算结果及验证 |
| 5.2 盾构施工及管线渗漏准耦合三维模型 |
| 5.2.1 有限元模型的建立 |
| 5.2.2 材料模型及参数 |
| 5.3 模型的合理性验证 |
| 5.3.1 无渗漏时理论分析、试验结果及模拟结果的对比 |
| 5.3.2 小范围渗漏时模拟结果与试验结果的对比 |
| 5.4 盾构施工引起的管线变形特性及近接影响分区研究 |
| 5.4.1 近接施工影响判别准则 |
| 5.4.2 地层沉降及管线变形影响因素分析 |
| 5.4.3 近接施工影响分区划分 |
| 5.5 管线渗漏水扩散范围及渗漏段长度影响性分析 |
| 5.5.1 管线渗漏影响下地层及管线位移变化规律 |
| 5.5.2 管线渗漏影响下地层及管线应力特征分析 |
| 5.5.3 管线渗漏影响下塑性区分布变化规律 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及主要科研成果 |
| 作者简介 |
| 硕博连续期间主要科研成果 |
| 发表论文情况 |
| 申请专利情况 |
| 在校期间获奖情况 |
| 参与科研项目情况 |
（5）超大直径盾构隧道与联络通道交叉部位管片力学行为研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 盾构隧道联络通道事故及险情案例分析 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 联络通道研究现状 |
| 1.3.2 隧道模型试验研究 |
| 1.3.3 管片力学行为研究 |
| 1.3.4 管片接头模型研究 |
| 1.4 工程概况 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 盾构隧道联络通道工程调研 |
| 2.1 国内外盾构隧道联络通道总体工程方案调研 |
| 2.2 联络通道设计与施工关键技术分析 |
| 2.2.1 联络通道施工工法 |
| 2.2.2 开洞形状及尺寸 |
| 2.2.3 地层加固方案 |
| 2.2.4 主洞管片衬砌类型 |
| 2.3 小结 |
| 3 Drucker-Prager模型理论及数值建模方案 |
| 3.1 有限元分析方法 |
| 3.1.1 ABAQUS简介 |
| 3.1.2 岩土本构模型——Drucker-Prager模型 |
| 3.2 盾构衬砌模拟 |
| 3.3 模型假定 |
| 3.4 模型尺寸设计 |
| 3.5 参数设定 |
| 3.5.1 地层参数 |
| 3.5.2 管片参数 |
| 3.5.3 弹簧参数 |
| 3.6 质量控制指标 |
| 4 盾构隧道施作联络通道管片力学行为数值分析 |
| 4.1 联络通道开口形状对主体结构受力及变形的影响 |
| 4.1.1 研究工况 |
| 4.1.2 结果分析 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 地层加固对主体结构受力及变形的影响 |
| 4.2.1 研究工况 |
| 4.2.2 圆形开口地层加固结果分析 |
| 4.2.3 矩形开口地层加固结果分析 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 不同特殊衬砌环型式对主体结构受力及变形的影响 |
| 4.3.1 研究工况 |
| 4.3.2 圆形开口特殊衬砌环结果分析 |
| 4.3.3 矩形开口特殊衬砌环结果分析 |
| 4.3.4 小结 |
| 4.4 施工荷载对主体结构受力及变形的影响 |
| 4.4.1 圆形开口管片破除前施工荷载工况 |
| 4.4.2 圆形开口管片破除前结果分析 |
| 4.4.3 圆形开口管片破除后施工荷载工况 |
| 4.4.4 圆形开口管片破除后结果分析 |
| 4.4.5 冻胀力对主隧道结构影响分析 |
| 4.4.6 小结 |
| 5 联络通道开口形式影响的离心模型试验 |
| 5.1 土工离心模型试验 |
| 5.1.1 离心模型试验简介 |
| 5.1.2 离心模型试验原理 |
| 5.2 试验设备及模型装置 |
| 5.2.1 土工离心机 |
| 5.2.2 模型箱 |
| 5.3 材料选取与尺寸设定 |
| 5.3.1 土体 |
| 5.3.2 主隧道 |
| 5.3.3 联络通道 |
| 5.3.4 挡板 |
| 5.4 应力监测方案 |
| 5.5 试验流程 |
| 5.6 试验结果分析 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和选题意义 |
| 1.2 国内外冻结下穿工程 |
| 1.2.1 国外冻结下穿工程 |
| 1.2.2 国内冻结下穿工程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 冻结水分迁移机制研究 |
| 1.3.2 冻胀引发地层抬升与结构相互作用研究 |
| 1.3.3 冻胀计算应用Peck公式思路研究 |
| 1.3.4 存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 人工冻结水分迁移理论及试验研究 |
| 2.1 人工冻土水分迁移模型 |
| 2.1.1 达西定律引申至非饱和土 |
| 2.1.2 非饱和土中的土水势及迁移势 |
| 2.1.3 三维非饱和土的水分迁移方程 |
| 2.2 开放系统人工冻结水分迁移试验方案 |
| 2.2.1 土体补水装置的研制 |
| 2.2.2 土体试样制备 |
| 2.2.3 冻结温度选取 |
| 2.2.4 补水方式 |
| 2.2.5 上覆压力 |
| 2.2.6 传感器及采集仪 |
| 2.2.7 实验过程 |
| 2.2.8 粘土中的冰聚集现象 |
| 2.3 开放系统中影响水分迁移的显着性因素分析 |
| 2.3.1 正交试验分组 |
| 2.3.2 水分迁移影响因素定量分析 |
| 2.3.3 水分迁移试验分组汇总表 |
| 2.3.4 冻胀量与水分迁移的趋势关系 |
| 2.3.5 冻胀量与水分迁移速度的定性关系 |
| 2.4 单因素试验确定影响水分迁移量的显着性因素规律 |
| 2.4.1 上覆荷载对土体水分迁移量的影响 |
| 2.4.2 含水率对土体水分迁移量的影响 |
| 2.4.3 冻结温度变化对土体水分迁移量的影响 |
| 2.5 非饱和未冻土段水分增加量研究 |
| 2.5.1 冻结锋面发展及冻土长度 |
| 2.5.2 未冻土段含水率变化规律 |
| 2.6 水分迁移量与冻土体积增加率关系研究 |
| 2.6.1 水分迁移量Q与上覆荷载P和冻结温度T的定量关系 |
| 2.6.2 水分迁移量Q与上覆荷载P和含水率ω的定量关系 |
| 2.6.3 冻土体积增加量研究 |
| 2.6.4 冻结壁外锋面扩展研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 冻胀引发上覆地层抬升规律研究 |
| 3.1 基于随机介质理论的上覆地层抬升规律研究 |
| 3.2 基于文献数据的地表抬升规律研究 |
| 3.2.1 苏州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.2 上海地区冻结抬升数据 |
| 3.2.3 常州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.4 广州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.5 深圳地区冻结抬升数据 |
| 3.2.6 数据汇总分析 |
| 3.3 基于工程实测的上覆地层抬升规律研究 |
| 3.3.1 工程概况 |
| 3.3.2 上覆地表及管线抬升数据 |
| 3.3.3 数据汇总分析 |
| 3.4 基于半封闭系统试验的上覆土层抬升规律研究 |
| 3.4.1 相似准则 |
| 3.4.2 试验概况 |
| 3.4.3 上覆地层抬升数据 |
| 3.4.4 数据汇总分析 |
| 3.4.5 半封闭系统体积增加量实验研究 |
| 3.5 冻胀引发上覆地层抬升变形研究 |
| 3.5.1 冻胀丘宽度随着深度的变化规律研究 |
| 3.5.2 冻胀丘宽度与冻结壁直径和埋深关系研究 |
| 3.5.3 不同深度和直径下的上部地层变形分析 |
| 3.5.4 不同深度地层的冻胀丘宽度计算公式 |
| 3.5.5 冻隆公式(反向Peck公式)推导 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 冻胀引发上覆结构变形研究 |
| 4.1 上覆结构抬升规律研究 |
| 4.1.1 结构在冻胀作用下的变形规律 |
| 4.1.2 矩形薄板在非均布荷载下的挠度 |
| 4.1.3 上覆结构的刚度选取研究 |
| 4.1.4 基于极限拉应变法的不同尺寸上覆结构变形规律研究 |
| 4.2 冻结下穿典型工程I-郑州冻结下穿工程 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 捷运通道监测点布置 |
| 4.2.3 捷运通道变形监测数据 |
| 4.2.4 冻结壁外锋面扩展系数A |
| 4.2.5 地层水分迁移速度测定 |
| 4.2.6 上覆土体变形换算结构变形 |
| 4.3 冻结下穿典型工程II-上海国权路冻结下穿工程 |
| 4.3.1 工程概况 |
| 4.3.2 上覆变形对结构抬升计算 |
| 4.3.3 上覆结构抬升曲线预测的刚度修正法反算上覆变形 |
| 4.3.4 存在上覆结构的相似模拟试验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 上海国权路相似模拟试验 |
| 1.1 试验土箱设计 |
| 1.2 试验压板设计 |
| 1.3 试验土体含水率配置 |
| 1.4 试验各模型位置 |
| 1.5 冻土开挖 |
| 附录2 高斯分布 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）城市轨道交通联络通道冻结壁厚度优选方法及工程应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.3 本文章节构成 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 人工地层冻结法概述 |
| 2.1.1 人工地层冻结法的基本原理 |
| 2.1.2 人工地层冻结法的特点及适用情况 |
| 2.1.3 人工地层冻结法的起源及发展历程 |
| 2.1.4 人工地层冻结法在土木工程领域的应用 |
| 2.2 冻结壁厚度设计方法研究现状 |
| 2.2.1 矿山立井竖直冻结壁设计方法 |
| 2.2.2 城市轨道交通水平冻结壁设计方法 |
| 2.3 冻结法施工地表冻胀和融沉变形研究现状 |
| 2.3.1 土体冻胀变形机理研究 |
| 2.3.2 土体融沉变形机理研究 |
| 2.3.3 冻胀和融沉变形预测研究 |
| 2.4 目前研究存在的问题 |
| 2.5 本文研究内容及技术路线 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 技术路线 |
| 3 依托工程背景 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 工程地质条件 |
| 3.2.1 地层岩性特征 |
| 3.2.2 不良地质情况 |
| 3.2.3 特殊岩土分布 |
| 3.3 水文地质条件 |
| 3.3.1 地表水 |
| 3.3.2 地下水 |
| 3.3.3 补给条件 |
| 3.4 周边环境及气候 |
| 3.5 冻结加固方案 |
| 3.5.1 冻结壁设计 |
| 3.5.2 冻结孔布置 |
| 3.5.3 测温孔布置 |
| 3.5.4 泄压孔布置 |
| 3.5.5 其他施工设计参数 |
| 3.6 施工效果评价 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 黏土地层联络通道冻结壁厚度初选方法研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 黏土地层剪切破坏理论概述 |
| 4.2.1 深埋直墙拱形隧道破裂区理论模型 |
| 4.2.2 深埋直墙拱形隧道支护压力理论解 |
| 4.2.3 理论差异分析 |
| 4.2.4 适用性说明 |
| 4.3 基于黏土地层剪切破坏理论直墙拱形冻结壁厚度初选 |
| 4.3.1 冻结壁支护压力确定 |
| 4.3.2 冻结壁结构内力分析 |
| 4.3.3 冻结壁设计厚度初选 |
| 4.4 模型计算及合理性验证 |
| 4.4.1 工程实例计算 |
| 4.4.2 围岩破坏模式验证 |
| 4.4.3 冻结壁支护压力验证 |
| 4.4.4 冻结壁初选方案验证 |
| 4.5 比较与分析 |
| 4.5.1 与传统设计方法计算结果比较 |
| 4.5.2 不同地层黏聚力计算结果比较 |
| 4.5.3 不同埋置深度计算结果比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 富水地层联络通道冻结壁力学响应及厚度比选方法研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 基于流固耦合理论冻结壁力学响应数值模拟研究 |
| 5.2.1 数值计算模型构建 |
| 5.2.2 边界及初始条件生成 |
| 5.2.3 材料模型及参数选取 |
| 5.2.4 模拟流程说明 |
| 5.2.5 计算结果分析 |
| 5.3 富水地层联络通道冻结壁厚度比选方法研究 |
| 5.3.1 冻结壁力学响应分析 |
| 5.3.2 冻结壁变形规律分析 |
| 5.3.3 冻结壁破坏趋势分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 冻结法施工全过程地表冻胀融沉变形预测方法研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 原状土及人工冻土物理力学性能试验研究 |
| 6.2.1 试验目的及内容 |
| 6.2.2 试样采集及制备 |
| 6.2.3 试验方法及结果 |
| 6.3 基于室内试验与数值计算的地表冻胀融沉变形预测方法 |
| 6.3.1 数值模型构建 |
| 6.3.2 模型参数确定 |
| 6.3.3 计算流程说明 |
| 6.3.4 预测结果验证 |
| 6.4 地表冻胀融沉变形影响因素研究 |
| 6.4.1 冻结壁厚度的影响 |
| 6.4.2 土体冻结温度的影响 |
| 6.4.3 冻融土特性的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 城市轨道交通联络通道冻结壁厚度设计流程研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 直墙拱形冻结壁厚度确定的完整设计流程构建 |
| 7.2.1 地层压力计算 |
| 7.2.2 支护压力确定 |
| 7.2.3 设计控制层选取 |
| 7.2.4 冻结壁平均温度 |
| 7.2.5 原状土及冻土材料参数 |
| 7.2.6 冻结壁厚度初选 |
| 7.2.7 初选厚度验算与方案比选 |
| 7.2.8 地表冻胀融沉变形预测与验算 |
| 7.2.9 冻结壁厚度的优化选定 |
| 7.3 工程实例应用与现场监测研究 |
| 7.3.1 工程概况 |
| 7.3.2 地层分布 |
| 7.3.3 冻结壁厚度优选 |
| 7.3.4 监测内容与方案 |
| 7.3.5 监测结果与分析 |
| 7.3.6 总体施工效果评价 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）盾构下穿高铁路基地层变形规律及管控对策（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展状况 |
| 1.2.1 土压平衡盾构机施工发展现状 |
| 1.2.2 盾构下穿构筑物施工现状 |
| 1.2.3 盾构施工地表沉降发展现状 |
| 1.3 研究的内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 盾构下穿高铁路基地表沉降变形规律 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 工程地质条件 |
| 2.1.2 水文条件 |
| 2.1.3 工程重难点 |
| 2.2 盾构下穿高铁路基地表沉降理论分析 |
| 2.2.1 盾构掘进时地层变形机理 |
| 2.2.2 地表沉降影响因素 |
| 2.2.3 盾构施工地表沉降理论计算 |
| 2.2.4 盾构下穿高铁路基沉降计算 |
| 2.3 盾构下穿高铁路基地表沉降数值模拟分析 |
| 2.3.1 有限元分析步骤 |
| 2.3.2 施工阶段分析 |
| 2.3.3 模型的建立及参数的选取 |
| 2.3.4 假定条件 |
| 2.3.5 计算结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 盾构下穿高铁路基地表沉降控制对策 |
| 3.1 加固方案 |
| 3.1.1 加固方案比选 |
| 3.1.2 洞内深孔注浆加固机理 |
| 3.1.3 注浆材料分析 |
| 3.2 加固范围确定 |
| 3.2.1 加固范围1m模拟分析 |
| 3.2.2 加固范围2m模拟分析 |
| 3.2.3 加固范围3m模拟分析 |
| 3.3 加固效果分析 |
| 3.3.1 加固前与加固后对比分析 |
| 3.3.2 施加列车荷载效果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高铁路基沉降监测分析 |
| 4.1 地表沉降监测方案 |
| 4.1.1 监测目的 |
| 4.1.2 监测点布置原则 |
| 4.1.3 监测频率 |
| 4.1.4 监测设备 |
| 4.1.5 监测内容及控制标准 |
| 4.2 监测数据分析 |
| 4.2.1 地表监测数据分析 |
| 4.2.2 路基监测数据分析 |
| 4.2.3 铁轨监测数据分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）考虑管片与接头非线性行为的盾构隧道衬砌结构响应分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 衬砌病害实测与统计分析 |
| 1.2.2 室内试验研究 |
| 1.2.3 简化力学解析模型研究 |
| 1.2.4 数值模拟研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的创新点 |
| 2 单个管片开裂与破坏特性及混凝土裂缝模型适用性分析 |
| 2.1 弥散裂缝模型介绍 |
| 2.1.1 总应变裂缝模型 |
| 2.1.2 多向固定裂缝模型 |
| 2.2 模型验证 |
| 2.2.1 试验工况 |
| 2.2.2 数值模型 |
| 2.2.3 模型验证 |
| 2.3 不同弥散裂缝模型适用性对比分析 |
| 2.3.1 弥散裂缝模型对位移响应的影响 |
| 2.3.2 弥散裂缝模型对裂缝形态的影响 |
| 2.3.3 单元划分精度的影响 |
| 2.3.4 断裂能的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于地层结构法的二维隧道衬砌开裂分析 |
| 3.1 案例背景 |
| 3.2 地层结构法模型建立 |
| 3.2.1 混凝土模型 |
| 3.2.2 钢筋网模型 |
| 3.2.3 土体模型 |
| 3.2.4 界面模型 |
| 3.3 案例验证与结果分析 |
| 3.3.1 隧道沉降及变形 |
| 3.3.2 管片裂缝开展特征 |
| 3.4 参数分析 |
| 3.4.1 工况设置 |
| 3.4.2 计算结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于现场实测统计分析的隧道衬砌开裂规律研究 |
| 4.1 地铁线路及调查区间概况 |
| 4.2 病害调查结果及分析 |
| 4.2.1 线路整体病害情况及统计分析 |
| 4.2.2 典型区间裂缝病害特征及统计分析 |
| 4.3 软弱地层参数对衬砌开裂规律影响因素的探讨 |
| 4.3.1 地层条件影响 |
| 4.3.2 管环旋转角度 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于Janssen接头的三维壳-弹簧衬砌模型 |
| 5.1 基于Janssen接头的壳-弹簧模型 |
| 5.1.1 壳单元间纵向接头 |
| 5.1.2 管片本体模拟手段 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.3 参数分析模型与分析工况 |
| 5.3.1 单环盾构隧道参数 |
| 5.3.2 荷载定义 |
| 5.4 计算结果与分析 |
| 5.4.1 地层刚度影响 |
| 5.4.2 均布环向荷载影响 |
| 5.4.3 不平衡椭圆化荷载影响 |
| 5.5 考虑管片开裂软化的横向刚度有效率 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 考虑土体共同作用与三维拼装效应的衬砌响应分析 |
| 6.1 土体-衬砌共同作用模型建立 |
| 6.1.1 模型假定 |
| 6.1.2 衬砌结构简化模型 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.3 参数分析工况 |
| 6.4 计算结果与分析 |
| 6.4.1 侧压力系数影响 |
| 6.4.2 土体刚度影响 |
| 6.4.3 土体应力分布规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 下一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 个人简介 |
| 个人履历 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
（10）盾构出洞过程中围护结构的动态变形规律及土体扰动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 端头土体加固技术研究现状 |
| 1.2.2 端头土体加固范围研究现状 |
| 1.2.3 盾构施工基坑围护结构变形研究现状 |
| 1.2.4 盾构施工土体扰动理论与预测研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 主要创新点 |
| 2 盾构端头加固土体强度及稳定性分析 |
| 2.1 盾构出洞土体加固理论 |
| 2.2 盾构出洞土体加固经验范围 |
| 2.3 实际工程土体加固尺寸理论计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 端头土体纵向加固长度对围护结构及土体变形的影响 |
| 3.1 FLAC3D介绍及特点 |
| 3.2 工程概况 |
| 3.2.1 工程位置 |
| 3.2.2 地质条件 |
| 3.2.3 水文地质条件 |
| 3.2.4 周围环境 |
| 3.3 计算模型建立 |
| 3.3.1 本构模型 |
| 3.3.2 初始地应力场 |
| 3.4 数值模拟结果分析 |
| 3.4.1 凿除封门 |
| 3.4.1.1 土体位移分析 |
| 3.4.1.2 加固体应力应变分析 |
| 3.4.1.3 地连墙变形分析 |
| 3.4.2 盾构掘进阶段 |
| 3.4.2.1 土体位移分析 |
| 3.4.2.2 加固体应力应变分析 |
| 3.4.2.3 地连墙变形分析 |
| 3.4.2.4 管片变形分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 盾构始发围护结构及附近土体动态变形模拟分析 |
| 4.1 盾构始发施工工艺 |
| 4.1.1 始发端头土体加固方案 |
| 4.1.6 盾构始发段掘进施工 |
| 4.2 盾构始发动态模拟分析 |
| 4.2.1 土体位移分析 |
| 4.2.2 加固体位移应力分析 |
| 4.2.3 地连墙变形分析 |
| 4.2.4 管片变形分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 现场监测数据对比分析 |
| 5.1 基坑监测数据分析 |
| 5.1.1 基坑监测项目及测点布置 |
| 5.1.2 端头井周围地表沉降数据分析 |
| 5.1.3 围护结构深层水平位移数据分析 |
| 5.1.4 支撑轴力数据分析 |
| 5.1.5 模拟与实测对比分析 |
| 5.2 盾构监测数据分析 |
| 5.2.1 盾构监测项目及测点布置 |
| 5.2.2 地表沉降数据分析 |
| 5.2.3 模拟与监测数据对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
四、软土盾构隧道冻结施工试验研究（论文参考文献）
- [1]地铁隧道软土地层中盾构土体加固开仓技术[J]. 雷志豪. 工程机械与维修, 2021(05)
- [2]联络通道冻结对上部既有隧道影响机理研究[D]. 陈笔尖. 福建工程学院, 2021(02)
- [3]盾构地铁隧道联络通道冻结加固数值模拟分析[D]. 黄建. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [4]盾构施工与邻近管线渗漏耦合作用下地层沉降及管线变形规律研究[D]. 施鑫. 安徽理工大学, 2021
- [5]超大直径盾构隧道与联络通道交叉部位管片力学行为研究[D]. 曹宇陶. 北京交通大学, 2021(02)
- [6]人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究[D]. 王磊. 煤炭科学研究总院, 2021
- [7]城市轨道交通联络通道冻结壁厚度优选方法及工程应用研究[D]. 郑立夫. 北京科技大学, 2021(08)
- [8]盾构下穿高铁路基地层变形规律及管控对策[D]. 亓培先. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [9]考虑管片与接头非线性行为的盾构隧道衬砌结构响应分析[D]. 谢家冲. 浙江大学, 2021(06)
- [10]盾构出洞过程中围护结构的动态变形规律及土体扰动研究[D]. 许圣泉. 绍兴文理学院, 2020(05)